Ersten interstellaren Raumschiff kann Texas-Size Sonnensegel verwenden.

Die erste interstellare Sonde kann durch den Raum fahren, wie ein Boot durch das Meer, angetrieben durch Super-fokussiertes Licht auf ein Segel die Größe von Texas strahlte.

Solar Segeln ist vielleicht der Menschheit am besten zur Erreichung Sternensysteme jenseits unserer eigenen in absehbarer Zukunft einige Wissenschaftler sagen, obwohl sie warnen, dass der erste Roboter interstellare Flug nicht gerade um die Ecke ist.

"Ich denke, es ist persönlich, 300 bis 500 Jahre [entfernt]," Les Johnson, Stellvertretender Büroleiter fortgeschrittene Konzepte bei der NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama sagte "Ich glaube, bevor wir überhaupt übernehmen senden etwas zu einem anderen Stern, wahrscheinlich müssen wir Meister unseres eigenen Sonnensystems."

Die Weite des Raumes

Menschheit müssen neue Antriebstechnik zu beschäftigen, wenn sie hofft, Raumschiff zu anderen Sternen starten, denn die Entfernungen einfach zu riesig für traditionellen chemischen Raketen sind zu handhaben. [Galerie: Visionen von interstellaren Flug]

Beispielsweise ist das nächstgelegene Sternsystem zu unserer eigenen 3-Sterne Alpha Centauri, die 4,3 Lichtjahre entfernt, oder mehr als 25 Billionen Meilen (40 Billionen Kilometer) liegt. Ein traditionell angetriebene Raumschiff etwa 40.000 Jahren notwendig wäre, um Alpha Centauri zu erreichen, wenn es heute abgesprengt, sagen Wissenschaftler.

Ingenieure forschen derzeit eine Reihe von verschiedenen Alternative Antriebstechnologien, einschließlich Raum-Biege "Warp-Antriebe" und Motoren, die die Kraft der Materie-Antimaterie-Reaktion zu nutzen. Aber Johnson denkt, die attraktivsten Optionen im Moment Kernfusion Antriebe und gigantische Sonnensegel sind.

Eine Fusion betriebene Sonde ist ein langer Weg, da Forscher immer noch versuchen, herauszufinden, wie man Fusionsreaktoren hier auf der Erde zu bauen, die mehr Energie erzeugen als sie nehmen.

"Nicht nur haben wir dieses Problem lösen, aber wir haben viel mehr, als wir hinein, und haben wir alles dramatisch zu miniaturisieren, so Sie selbst prüfen können, starten es auf einem Raumschiff", sagte Johnson SPACE.com.

Solar Segeln hat eine eigene Mischung von Versprechen und Probleme, die Forscher immer noch versuchen, durch zu arbeiten.

Eine leichte Brise

Sonnensegel nutzen die merkwürdige Tatsache, daß Lichtteilchen, die Photonen, genannt Dynamik haben, obwohl sie keine Ruhemasse besitzen.

Wenn Photonen das Segel reflektierende Oberfläche treffen, vermitteln sie ihren Schwung auf das Segel und das Raumfahrzeug, bietet einen leichten Stoß. Die Wirkung baut sich im Laufe der Zeit möglicherweise beschleunigt eine Segel ausgestatteten Sonde auf enorme Geschwindigkeiten ohne Treibgas. [Fotos: Sonnensegel Evolution für die Raumfahrt]

Die Technologie wurde bereits im Raum, mit Japans Ikaros-Sonde, die Bereitstellung eines Segels 46-Fuß-breit (14 Meter) im Juni 2010 und NASA startet eine noch kleinere Schiffe namens NanoSail-D fünf Monate später getestet.

Diese Demonstranten möglicherweise erste Schritte in Richtung einer interstellaren Mission, aber sie sind stockenden und winzig sind. Ein Sonnensegel müsste weit größer sein, genügend Photonen um ein anderes Sternensystem innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens zu erreichen zu erfassen – ein paar Jahrhunderte, sagen.

"Die Physik sagt uns, dass es auf die Größe von Texas, wird", sagte Johnson.

Das Segelmaterial müsste auch viel dünner als ein menschliches Haar, posiert schwere Herstellung, Handhabung und Bereitstellung Herausforderungen werden, fügte er hinzu.

Strahlende Energie aus der Ferne

Ein Raumschiff auf eine interstellare Reise würden im Idealfall bereitstellen seiner enormen Segel relativ nahe an der Sonne – vielleicht in der Nähe der Umlaufbahn des Merkur – um die größte Photon Push zu Beginn zu erhalten, sagte Johnson.

Dieser Push wird wie die Sonde weiter und weiter von der Sonne natürlich geht absetzen. So wird Menschlichkeit haben den Durchhang aufzuheben, wenn das Fahrzeug rechtzeitig zu machen scheint einen weltraumgestützte Laser auf dem Segel, wenn es in die dunklen tiefen schwindet.

Aber das ist leichter gesagt als getan, um es milde auszudrücken.

"Sie müssten [Laser] Punkt genauer als wir heute etwas zeigen können, um es konzentrierte sich auf das Segel zu halten", sagte Johnson. "Und Sie müssten eine Menge Energie zugeführt, so dass der Strahl nicht ausbreiten und diese Energie zu verlieren." Die Schätzungen, die ich gesehen habe sind, dass Sie hätte Lasern, die eine Leistung im Wesentlichen vergleichbar mit der ganzen Menschheit heute haben."

Der Energiestrahl so ziemlich jede Art von elektromagnetischer Strahlung, Mikrowellen, einschließlich sein könnte, sagte Richard Obousy, Präsident der interstellaren Ikarus, eine gemeinnützige Gruppe verfolgt interstellare Raumfahrt gewidmet.

"Sie erreichen tatsächlich vernünftig Bruchteile der Lichtgeschwindigkeit, ein paar Prozent der Lichtgeschwindigkeit," sagte Obousy SPACE.com.

Ziel hoch

Die Herausforderungen der Insterstellar Flug mag nun unüberwindbar zu uns. Aber Johnson ist zuversichtlich, dass Menschheit überwinden sie eines Tages, nachdem wir unsere Präsenz auf eine breite Schneise des Sonnensystems erweitert haben.

Sobald wir eine interplanetare Spezies geworden sind, die die Fähigkeit, Rohstoffe und Energie aus dem Weltall, gemeistert hat, dann wird es natürlich, den Blick auf andere Sterne richten werde, sagte Johnson.

"Wir werden das Problem der Grenzen des Sonnensystems schließlich stoßen", sagte er. "So wird der nächste Schritt sein, gibt es eine ganze Galaxie gibt. Es ist zu großer Schritt für uns, jetzt zu nehmen, aber ich möchte denken, dass mehrere Generationen in der Zukunft, die nur der nächste logische Schritt werden."

Obousy stimmt zu, dass die Erschließung der umfangreichen Ressourcen des Sonnensystems wird ein wichtiger Schritt in Richtung interstellaren Flug zu meistern. Aber er ist optimistischer als Johnson über die Zeitachse, sagen, dass die Menschheit einen guten Schuss Anstoß zu seiner ersten interstellaren Mission bis Ende des Jahrhunderts.

"Ich denke, eine Menge Leute neigen dazu, zu überschätzen, was wir kurzfristig in den nächsten 5 bis 10 Jahre erreichen können", sagte Obousy. "Aber sie auch erheblich unterschätzen, was wir langfristig, Jahrzehnten oder einem Jahrhundert ab sofort zu erreichen."

Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, Schwester Website zu LiveScience. Folgen Sie SPACE.com Redakteur Mike Wall auf Twitter @michaeldwall oder SPACE.com @Spacedotcom . Wir sind auch auf Facebook und Google +.